Содержание к диссертации
стр.
ВВЕДЕНИЕ 5
РАЗДЕЛ 1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ СОВРЕМЕННЫХ
ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИ ОПРЕДЕЛЕНИИ
КОЭФФИЦИЕНТОВ НЕФТЕГАЗОНАСЫЩЕННОСТИ №
Физико-литологическая характеристика коллекторов 4"
Исследование вопросов фильтрации нефтей месторождений
Западной Сибири ^6-
1.3 Основные методики исследования петрофизических свойств "
РАЗДЕЛ 2. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОСТАТОЧНОЙ ВОДОНАСЫЩЕННОСТИ Q&
Моделирование остаточной водонасыщенности в образцах керна ...
Исследование влияния проникновения фильтрата бурового раствора на нефтяной основе в образцы керна с учетом их нефтегазонасыщенности 34
Определение нефтегазонасыщенности образцов керна,отобранного в скважинах, пробуренных на глинистых растворах ^6
РАЗДЕЛ 3 ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ОСТАТОЧНОЙ НЕФТЕНАСЫЩЕННОСТИ .54
Экспериментальные лабораторные методы определения остаточной нефтенасыщенности 65
Определение остаточной нефтенасыщенности в условиях высоких эффективных давлений ^3
Исследование возможности определения остаточной нефтенасыщенности и коэффициента вытеснения нефти на образцах... керна с естественной водонасыщенностью о 4
Определение остаточной нефтенасыщенности слабосцементированных горных пород &6
3.5 Исследование остаточной нефтенасыщенности пород-коллекторов в
& зонах недонасыщения ; $
Экспериментальное определение коэффициента увеличения сопротивления в процессе вытеснения нефти водой 91
Анализ влияния фактора смачиваемости на величину остаточной нефтенасыщенности ^
РАЗДЕЛ 4. ПЕТРОФИЗИЧЕКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ФИЗИКО-
ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ УВЕЛИЧЕНИЯ НЕФТЕГАЗООТДАЧИ Ш
4.1 Анализ причин ухудшения фильтрационных характеристик пород-
коллекторов з
- 4.2 Анализ эффективности применения химических реагентов для
увеличения фильтрационной характеристики прискважинной зоны ""э
Определение степени взаимодействия кислотных составов с образцами горных пород и основными составляющими промывочных жидкостей, снижающих фильтрационную характеристику пород-коллекторов - Ч
Экспериментальные исследования проницаемости горных пород
ЛА-г
после взаимодействия с кислотными составами '
4.5 Анализ распределения нерастворимых осадков в поровом
ф пространстве пород-коллекторов ^18
Выделение в разрезе скважин интервалов для солянокислотной обработки по данным петрофизических исследований керна ;... ^5
Геолого-физические и петрофизические критерии применения кислотных обработок **"
Основные результаты работ по физико-химическому воздействию на месторождениях севера Западной Сибири '-^
- :РАЗДЕЛ 5. ПЕТРОФИЗИЧЕКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ,^.--^--ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАСКЛИНИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАЗРЫВА ПЛАСТА №
5.1 Гидроразрыв пласта и факторы, определяющие целесообразность его
применения * 39
Щ>
Методы гидравлического разрыва пласта ІН&
Закрепление трещин при гидроразрыве пласта MQ
Оценка прочностной характеристики расклинивающих материалов ^43
Определение пористости расклинивающего материала для заполнения трещин ^б
Проводимость трещин и определение проницаемости расклинивающих материалов 45І
Оценка влияния проникновения жидкости гидроразрыва в трещины
на проницаемость породы-коллектора 457
РАЗДЕЛ 6. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СКВАЖИН С УЧЕТОМ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ, ГЕОФИЗИЧЕСКИХ И
ШДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ; из
Выделение объектов эксплуатации в разрезах скважин 461
Геолого-технические факторы, влияющие на производительность скважин - ~J76.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ І9Л
ЛИТЕРАТУРА W
Введение к работе
Актуальность работы
Эффективная разработка нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири возможна лишь в условиях применения передовых методов и технологий повышения нефтегазоотдачи продуктивных горизонтов.
Важным звеном в комплексе этих работ являются петрофизические исследования, большая часть определений которых используется при подсчете запасов нефтяных и газовых месторождений, составлении проектов разработки, а также при разработке новых методов повышения нефтегазоотдачи пластов. Одной из важных характеристик пород-коллекторов является нефтегазонасыщенность в начальный период разработки месторождений и остаточная нефтенасыщенность в процессе разработки.
Определение данных параметров затруднено геологическими причинами, связанными с условиями формирования залежей нефти и газа, изменением фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пород-коллекторов как по площади, так и по разрезу, а также литолого-минералогическим составом пород.
В связи с этим возникают значительные трудности по определению нефтега-зонасыщенности пород методами геофизических исследований скважин (ГИС) и лабораторными методами.
Комплекс петрофизических исследований не может дать полную информацию о характере насыщенности породы-коллектора в начальный период разработки и в период падающей добычи.
Отсутствуют методики петрофизических исследований по оценке физико-химических методов увеличения нефтегазоотдачи, а также остаются неисследованными процессы изменения фильтрационно-емкостных свойств расклинивающих материалов при нахождении их в трещине, образующейся в результате гидроразрыва пласта (ГРП).
В связи с этим на данном этапе развития петрофизических исследований следует разработать новые методические подходы к проведению этих исследований, изучить закономерности изменения нефтегазонасыщенности пород-коллекторов на всех этапах разработки нефтяных и газовых месторождений.
В настоящее время по месторождениям Западной Сибири накоплен большой фактический материал о начальной и остаточной нефтегазонасыщенности пород-
коллекторов, но остается малоизученным целый ряд проблем, связанных с изучением нефтегазонасыщенности керна, отобранного в скважинах, пробуренных с применением растворов на нефтяной основе (РНО) и специальных глинистых растворах. Отсутствует экспериментальная и методическая база проведения петрофи-зических исследований по решению вопросов, связанных с увеличением нефтегазоотдачи физико-химическими методами, и определениями физических свойств расклинивающих материалов для гидроразрыва пласта в пластовых условиях. Существующие методики и стандарты по данным вопросам пока не соответствуют современным требованиям к проведению петрофизических исследований.
Перечисленные проблемы определяют актуальность работы по теме диссертации.
Цель работы
Цель работы состоит в повышении эффективности петрофизических исследований при подсчете запасов и в процессе разработки нефтяных и газовых месторождений, создании новых методов исследований для определения начальной и остаточной нефтегазонасыщенности, увеличении нефтегазоотдачи и добычи-углеводородов.
Основные задачи исследований
Разработка петрофизических методов определения нефтегазонасыщенности на образцах керна в лабораторных условиях и исследование влияния проникновения фильтратов буровых растворов на нефтяной основе (РНО) и глинистых растворов на нефтегазонасыщенность образцов керна.
Разработка и создание петрофизических методов определения остаточной нефтенасыщенности на образцах керна, установление петрофизических зависимостей влияния фактора смачиваемости на величину остаточной нефтенасыщенности.
Разработка физико-химических методов и технологий для увеличения нефтегазоотдачи.
Разработка и внедрение петрофизических методик и устройств для исследования физических свойств расклинивающих материалов для гидроразрыва пласта в термобарических условиях залежей.
5. Разработка методики определения производительности скважин по данным петрофизических, геофизических и гидродинамических исследований.
Методы решения поставленных задач
Решение поставленных задач осуществлялось на основе систематизации, обобщения и анализа научно-технической информации путем детального изучения геолого-промысловых и экспериментальных исследований процессов, связанных с отбором керна в скважинах, пробуренных с использованием РНО, а также процессов вытеснения нефти водой и увеличения нефтегазоотдачи физико-химическими методами.
Проводилось теоретическое и экспериментальное обоснование применения петрофизических методов исследований при определении начальной и остаточной нефтенасыщенности, для разработки новых технологий увеличения нефтегазоотдачи и прогнозирования производительности скважин с учетом ГИС. Большой объем экспериментальных и промысловых исследований, выполненных по теме диссертации, обработан с использованием современных методов математической статистики и компьютерных технологий.
Научная новизна
Разработана методика определения начального нефтегазонасыщения образцов керна, отобранного в скважинах, пробуренных на РНО в зонах предельного нефтегазонасыщения месторождений Западной Сибири, создающая возможность устанавливать начальную нефтегазонасыщенность пород-коллектров.
Разработаны способы весового и ретортного (для образцов малого размера) определений содержания нефти в образцах керна и способ определения остаточной нефтенасыщенности слабосцементированных горных пород.
Разработаны методики определения остаточной нефтенасыщенности гидрофобных, образцов керна и коэффициента увеличения сопротивления от водона-сыщенности в процессе вытеснения нефти водой.
Впервые разработаны методики петрофизического обеспечения физико-химических методов для разработки технологий увеличения нефтегазоотдачи.
Разработаны методики исследования физических свойств расклинивающих материалов для закрепления трещин при гидравлическом разрыве пласта, с учетом термобарических условий залежей.
Разработана методика прогноза и оценки потенциального дебита по данным петрофизических, геофизических и гидродинамических исследований, обеспечивающая оптимизацию способов и технологий повышения продуктивности скважин.
Основные защищаемые положения
Методика определения начального нефтегазонасыщения образцов керна, отобранного в скважинах, пробуренных на РНО в зонах предельного нефтегазонасыщения месторождений Западной Сибири, создающая возможность устанавливать начальную нефтегазонасыщенность пород-коллекторов.
Методика определения остаточной нефтенасыщенности, обеспечивающая применение новых технологических решений:
способы весового и ретортного (для образцов малого размера) определения остаточной нефтенасыщенности;
способ определения остаточной нефтенасыщенности на образцах керна с естественной водонасыщенностью;
способ определения остаточной нефтенасыщенности слабосцементиро-ванных горных пород;
способ определения остаточной нефтенасыщенности гидрофобных образцов керна.
Оптимизация технологий физико-химического и физического увеличения нефтегазоотдачи на основе петрофизических и геофизических исследований.
Методика оценки потенциального дебита и оптимизация технологий повышения продуктивности скважин по данным петрофизических, геофизических и гидродинамических исследований.
Практическая значимость исследований
1. По данным лабораторных исследований керна можно установить влияние проникновения фильтрата РНО на остаточную водонасыщенность пород в зонах
предельного нефтенасыщения и определить потерю воды в образцах керна при его отборе в зонах недонасыщения.
2. При вытеснении нефти из образцов керна в лабораторных условиях можно
определить остаточную нефтенасыщенность и коэффициенты вытеснения нефти в
различных зонах насыщения пород-коллекторов с близкими ФЕС.
Новые технологические решения моделирования процесса вытеснения нефти водой из пород-коллекторов позволяют более полно учитывать пластовые условия.
Использование экспериментальных зависимостей коэффициента увеличения сопротивления от водонасыщенности Рн =f[KB), полученных в процессе
вытеснения нефти водой, позволит достоверно установить остаточную нефтенасыщенность и характер смачиваемости породы-коллектора.
По данным экспериментальных работ на образцах керна можно разрабатывать новые химические составы и технологии для физико-химических методов повышения нефтегазоотдачи.
Разработанные новые методики исследования физических свойств расклинивающих материалов для гидравлического разрыва пласта позволяют оценить их пористость и проницаемость в пластовых условиях.
Использование методики определения потенциального дебита скважин по данным петрофизических, геофизических и гидродинамических исследований обеспечивает возможность прогнозировать производительность скважин.
Реализация работы в промышленности
Результаты диссертационных исследований использованы в отчетах по подсчету запасов нефти и газа по Уренгойскому, Ен-Яхинскому, Ямбургскому, Федоровскому, Варьеганскому, Суторминскому, Муравленковскому, Холмогорскому, Салымскому, Ягунскому, Нивагальскому, Талинскому, Новопурпейскому, Ершовому, Ван-Еганскому, Северо-Комсомольскому, Тевлинско-Русскинскому, Сугмут-скому, Приразломному и др. месторождениям Западной Сибири, прошедших апробацию в ГКЗ СССР, в центральной комиссии по запасам при Министерстве геологии СССР в период с 1976 г по 1991 г, в центральной комиссии по запасам при Минтопэнерго РФ с 1991 г по 1996 г, в работах по уточнению начальной нефтегазо-насыщенности пород-коллекторов Самотлорского, Варьеганского, Федоровского,
Салымского, Уренгойского, Ен-Яхинского, Ямбургского, Восточно-Сургутского, Повховского и др. месторождений.
Разработаны и внедрены в производство методики исследования влияния проникновения фильтратов буровых растворов на водной и углеводородной основах на фильтрацонно-емкостные свойства и нефтегазонасыщенность пород в тюменской Центральной лаборатории, в институте ТюменНИИгипрогаз. Разработаны, внедрены в производство на предприятиях ОАО "Газпром" руководящие документы, направленные на совершенствование системы вскрытия продуктивных пластов и технологий для интенсификации притока, повышения нефтегазоотдачи продуктивных пластов: РД-00158758-195-97; РД-00158758-232-2002; совершенствование технологии капитального ремонта скважин на Ямбургском, Уренгойском месторождениях:
РД-001'58758-199-98; РД-0015 875 8-218-2001; РД-0015 875 8-219-2001;
РД-00158758-212-2000; РД-0015 875 8-220-2001; РД-00168758-234-2002;
РД-00158758-237-2003; НД-00158758-247-2003; НД-00158758-248-2003;
НД-00158758-250-2003; НД-04803457-276-2004.
Апробация работы
Основные положения диссертации, результаты научных исследований и внедрений докладывались и обсуждались на областной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов "Актуальные вопросы геологии нефти и газа Западно-Сибирского бассейна" (Тюмень, ЗапСибНИГНИ, 1985), на областной научно-практической конференции "Развитие геофизических исследований на нефть и газ в Западной Сибири" (Тюмень, 1985), на научном семинаре "Термодинамика процессов нефтедобычи" (Тюмень, 1985), на научном семинаре "Проблемы вскрытия, освоения, исследования и интенсификации притоков коллекторов нефти и газа Западной Сибири, залегающих на больших глубинах" (Тюмень, 1988), на научно-практическом семинаре "Основные проблемы нефтегазоносности Западной Сибири, современные методы обработки геолого-геофизической информации" (Тюмень, 1989), на геологическом совещании "Строительство разведочных скважин на ачимовские отложения Восточно-Уренгойской зоны" (Тюмень, 1999), на региональном геолого-техническом совещании "Интенсификация притоков углеводородов из поисково-разведочных скважин" (Тюмень, 2001), на геологическом
совещании "Испытание (заканчивание) скважин на территории деятельности орга-
1^ низаций ОАО "Газпром" (Новый Уренгой, 2002).
Полученные результаты обсуждались на совещаниях и семинарах в Главтюменьгеологии, институтах ЗапСибНИГНИ, СибНИИНП, ЗапсибНИИгеофизика, ТюменНИИгипрогаз, а также на секциях Ученого Совета институтов ВНИИгеофи-зика, ВНИИГИК, ЗапсибНИИгеофизика, ТюменНИИгипрогаз.
Публикации
По теме диссертации опубликовано 52 печатные работы, в том числе одна монография, четыре научно-технических обзора, 34 статьи, 13 патентов РФ. В ре-комендованный ВАК РФ список изданий вошли 38 опубликованных работ: 1VL: Недра - 10; М.:ИРЦ 'Тагором" - 12; М.: ВНИИОЭНГ - 2; М.: ФИПС -13; Тюмень,. ТюмГНГУ-1.
Личный вклад
В основу диссертации положены исследования и работы, выполненные'лично автором или при его непосредственном участии в Главтюменьгеологии, ОАО "Тюменьгеология", ООО "ТюменНИИгипрогаз", начиная с 1976 г. Основные результаты работы использовались для подсчета запасов нефти и газа месторождений Западной Сибири и создания новых технологий повышения нефтегазоотдачи.
Объем и структура работы
Диссертационная работа состоит из введения, шести разделов и заключения, текст изложен на 215 страницах, иллюстрирован 49 рисунками, 31 таблицей, список использованной литературы состоит из 197 наименований.
Автор выражает признательность и благодарность д.т.н., профессору Поля
кову Е.А., д.г-м.н. Клещенко И.И., д.г-м.н., профессору Каналину В.Г., д.т.н., про
фессору Блюменцеву A.M., д.г-м.н., профессору Лебедеву B.C., д.т.н., профессору
k Хозяинову М.С., д.г-м.н. Ягафарову А.К., к.т.н. Григорьеву А.В., к.г-м.н. Таужнян-
скому Г.В., к.г-м.н. Сивирину В.Я. за консультации и помощь при выполнении работы.
